UDuino: Veľmi nízka cena kompatibilná vývojová doska kompatibilná s Arduino: 7 krokov (s obrázkami)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Naposledy zmenené: 2024-01-30 12:01

Dosky Arduino sú skvelé na prototypovanie. Sú však dosť drahé, ak máte viacero súbežných projektov alebo potrebujete veľa radičov pre väčší projekt. Existuje niekoľko skvelých, lacnejších alternatív (Boarduino, Freeduino), ale náklady sa stále sčítajú, keď ich potrebujete veľa. Toto je spôsob, ako po počiatočných investíciách zhruba 25-30 dolárov postaviť menej ako 10 dolárov kompatibilné dosky Arduino s veľmi malým počtom investície každého navyše. Všimnite si toho, že základná myšlienka (Arduino na doske) bola vytvorená už nejaký čas (napríklad pokyny ITP Arduino Breadboard); Tu však pokyny na zostavenie a použitie káblového adaptéra pomáhajú absolútne minimalizovať počet dielov pre každé jadro. Tento projekt vyžaduje znalosti o spájkovaní a základnej elektronike a s vývojom Arduino by ste už mali mať aspoň nejaké skúsenosti. Nenavrhujem to ako prvý projekt elektroniky. Poznámka: Vyslovujem uDuino „moo DWEE noh“Pridané 02-05-08: (pre dosť pokročilých ľudí) Jeden z nástrojov, ktoré som s týmto postavil, je nástroj na zachytávanie logiky- druh základného logického analyzátora. Vyvinul som to na riešenie problémov s komunikačnými prepojeniami. Vyžaduje rozhranie gui, ale pochybujem, že sa k nemu v blízkej dobe dostanem. Stále je to užitočné v správnych rukách. Pridané 06-23-09: Chcel by som poukázať na RBBB z Modern Device pre každého, kto chce niečo so spájkou, ale aj super lacné-najmä ak dostanete holé dosky a kúpite si diely vo veľkom. Ich USB-BUB je tiež lacnejšou alternatívou k káblu FT232.

Krok 1: Zbierajte diely pre káblový adaptér

Navrhujem získať diely zo zmesi spoločností Mouser, Radio Shack a Ada Fruit Industries; zdroje dielov nájdete v poslednom kroku. Neváhajte a nahraďte súčiastky zo svojho nevyžiadanej skrinky a pomocou rezistora/kondenzátorov sa môžete odchýliť od hodnôt a stále dobre fungovať (odpor by som odporúčal asi od 3,3k do 20k; kondenzátory by som spravidla nepoužíval) ísť na menšie hodnoty, ale väčšie až do.47uF by malo byť v poriadku).

Na káblový adaptér budete potrebovať: - malý kúsok dosky PC (8 otvorov x 2 otvory) - kondenzátor.1uf - rozperný konektor 1 x 8,1 palca, priamy - rozstupový konektor 1 x 8,1 palca, pravý uhol - niektoré spojovacie prvky drôt

Krok 2: Vytvorte adaptér programovacieho kábla

Adaptér programovacieho kábla väčšinou potrebuje iba nasmerovať signály z USB kábla FTDI na pravé piny na čipe ATmega168; avšak kondenzátor je pridaný na jednu sadu pinov, aby softvér Arduino mohol resetovať čipy (kondenzátor umožňuje krátkemu impulzu prejsť na reset čipu, keď softvér Arduino preklopí pin RTS).

Na začiatok odrežte kus dosky PC s 9 otvormi o 2 otvory. Potom odlomte sadu 8 kolíkov z pruhu záhlavia s rovnými kolíkmi a sadu 8 kolíkov z pruhu hlavičky s pravým uhlom (za predpokladu, že ste si kúpili dlhšie pásy). Na obrázku dielov zistíte, ako by mali nakoniec vyzerať. Nasledujúcim spôsobom si pozrite priložené fotografie a schémy na pripojenie pinov. Schémy ukazujú oveľa lepšie, kam majú smerovať spojenia, ale fotografie pomáhajú objasniť orientáciu dosky atď. Ak máte otázky, pošlite mi e -mail a pokúsim sa objasniť všetko, čo nedáva zmysel. Prevráťte dosku PC hore nohami, aby ste videli meď okolo otvorov jednou z dlhých strán smerom k vám. Ak ste, rovnako ako ja, použili kus dosky PC od okraja originálu, navrhujem priložiť stranu s prídavným materiálom dosky k vám. Prepichnite dno (krátku stranu) rovnej hlavičky cez otvory najvzdialenejšie od vás, jeden otvor nechajte naľavo a spájajte kolíky na svojom mieste (pozri obrázok). Potom prepichnite spodok (strana s ohybom) pravouhlého záhlavia cez otvory najbližšie k vám, opäť nechajte otvor naľavo prázdny a spájkujte kolíky na svojom mieste. Zastrčte vodiče kondenzátora.1uf cez prázdne otvory vľavo a kondenzátor spájkujte na miesto. Orezajte zvody. Potom spájkujte každý z 2 káblov s kolíkom záhlavia, ktorý je k nemu najbližšie; jeden sa spojí s kolíkom úplne vľavo rovnej hlavičky, druhý s kolíkom úplne vľavo pravouhlého záhlavia. Najjednoduchšie je pravdepodobne vytvoriť spájkovací most (roztaviť dostatok spájky medzi kolíkom kondenzátora a kolíkom vedľa neho, ako na obrázku). Ak potrebujete, môžete použiť krátky drôt a spájkovať ho s každým z kontaktov. Vytvorte ďalší spájkovací most alebo spojenie medzi 6. a 7. kolíkom, ktorý je k vám najbližšie (tretí a štvrtý sprava). Ide o pripojenie kolíka „CTS“kábla k zemi. A vytvorte ďalší spájkovací mostík/spojenie medzi dvoma hlavičkami na druhom kolíku vpravo (spojte kolík, ktorý je vám najbližšie, s tým vzdialenejším, len jeden kolík sprava). Toto prepojí to, čo bude napájacím prepojovacím káblom VCC USB, na pin VCC čipu. Toto napájacie pripojenie bude aktívne iba vtedy, ak je nainštalovaný prepojovací mostík. Krátkym vodičom spojte kolík úplne najbližšie k vám s piatym kolíkom najbližšie k vám (je piaty, či už počítate sprava alebo zľava). Pripojí sa tým +5 voltov z kábla USB k druhému kolíku prepojovacieho konektora. Teraz zapojte ďalší krátky vodič medzi pravý kolík v rade, ktorý je od vás najvzdialenejší, k tretiemu z pravého kolíka v rade, ktorý je k vám najbližšie. Toto spojí uzemnenie kábla so zemou čipu. Dva ďalšie krátke vodiče, ktoré je potrebné pridať: jeden z kolíka druhého zľava na pravej uhlovej hlavičke a tretieho kolíka zľava na priamom záhlaví (poznámka: pretože v otvoroch úplne vľavo je v nich nainštalovaný kondenzátor, bude to tretia jamka zľava, ktorá je vám najbližšie k štvrtej jamke vľavo v rade od vás). Druhý krátky drôt prejde priamo cez prvý: od kolíka tretieho zľava na pravouhlej hlavičke k druhému kolíkovému konektoru zľava na priamom záhlaví (štvrtý otvor z ľavého otvoru do tretieho -z-ľavého otvoru). Tieto vodiče spájajú kolíky TX a RX kábla s čipmi. Poradie je bohužiaľ na kábli z čipu opačné, a preto potrebujeme prekrížené vodiče. Teraz stačí zapojiť kábel FTDI FT232RL, pričom zelený vodič je ku kolíku pripojený úplne vľavo (čierny vodič sa k tretiemu kolíku pripojí sprava). Zostávajúce dva kolíky napravo slúžia na prepojenie; ak je nainštalovaný prepojovací mostík, doska bude napájaná z kábla USB, čím sa eliminuje potreba batérií alebo napájania. Táto prepojka NESMIE byť zapojená, ak je k doske pripojené iné napájanie alebo je možné poškodenie niečoho (doska, kábel, počítač). To je všetko! Ste pripravení vytvoriť niekoľko jadier uDuino na programovanie pomocou kábla. (Pri použití programovacieho adaptéra sa pin vedľa kondenzátora pripája na pin 1 čipu)

Krok 3: Rozhodnite sa, či chcete vytvoriť úplne minimálne dosky alebo dosky založené na externom oscilátore

Rozhodnutie, či postaviť dosku založenú na oscilátoroch, je založené na niekoľkých veciach. Po prvé, máte prístup k programátoru AVR a máte čas na programovanie špeciálneho zavádzača na svoje čipy ATmega168? dva, zaobídete sa bez presnej sériovej komunikácie s čipom? tri, je vaša aplikácia dostatočne nízka na to, aby doska mohla bežať o polovicu rýchlejšie a všetko bude stále fungovať dobre?

Čipy ATmega168 majú interný oscilátor, ktorý je možné povoliť; beží na približne 8 MHz, čo je polovičná rýchlosť oproti väčšine dosiek Arduino (s výnimkou Lilypadov). Je zaručené, že interný oscilátor bude kalibrovaný s presnosťou na 10% (čo nie je dostatočne tesná tolerancia na zaručenú dobrú sériovú komunikáciu). Podľa mojich skúseností bola továrenská kalibrácia na 5 V vždy dobrá na nahrávanie programov, ale YMMV. Interný oscilátor by som však nepoužíval na dôležité veci, ktoré je potrebné hovoriť sériovo. Pokiaľ ide o blinky, malo by to byť v poriadku. Čipy Arduino s vopred načítaným bootloaderom, ktoré som našiel, vždy bežia na 16 MHz a tieto budú vyžadovať externý oscilátor. Ak nemáte prístup k programátoru AVR, pravdepodobne si budete chcieť kúpiť vopred načítaný čip Arduino. Ako zdroj veľmi odporúčam Ada Fruit Industries. Všimnite si toho, že oscilátory skutočne nie sú také drahé (spravidla 0,50-75 dolárov v Mouseri); sú len ďalšou časťou, ktorá často nie je potrebná, a rozloženie pinov je pre skutočne čisté rozloženia Arduino s chlebovými doskami nanič.

Krok 4: Zostavenie dosky na základe externého oscilátora

Zbierajte potrebné súčiastky:- Breadboard (ten môžete samozrejme postaviť aj na predvŕtanú dosku pre PC)- Čip ATmega168 s predinštalovaným bootloaderom- kondenzátor.1uf (keramický, polyesterový, atď.) Na tom nezáleží veľa; hodnota.047uf-0,47uf by mala byť v poriadku)- 10K odpor (hodnoty ~ 3,3k-20k by mali fungovať dobre)- 16 MHz 3-kolíkový keramický oscilátor (najlepšie s predĺženými, napr. 1/2 palcovými vývodmi)- Krátke dĺžky drôt Vložte ATmega168 na sklopnú dosku tak, aby sa rozprestieral v strede. Pri každom z nasledujúcich pripojení použite otvor na každom kolíku ATmega168, ktorý je najbližšie k čipu, ktorý je otvorený; toto ponechá posledný otvor v každom z riadkov 1-8 otvorený pre zapojenie programovacieho kábla. Pripojte kolíky 7 a 20 s dĺžkou vodiča (VCC k AVCC) Pripojte kolíky 8 a 22 s dĺžkou vodiča (GND k AGND) Pripojte 10K odpor z pinu 1 na pin 7 (RES na VCC) Pripojte kondenzátor.1uf z pinu 7 na pin 8 Pripojte vonkajšie piny oscilátora na piny 9 (XTAL1) a 10 (XTAL2) ATmega168. Nezáleží na tom, ktorý z pinov sa pripája k akému kolíku ATmega. Pripojte stredový kolík oscilátora k pinu 8 (GND) Ak máte na doske napájacie vedenie, navrhujem pripojiť koľajnicu + (červenú) na kolík 20 a - koľajnica (modrá) na kolík 22. Toto je trochu zlý spôsob (pripojenie na analógovú stranu pre napájacie pripojenia pre iné veci), ale ak je vaša doska na pečenie rovnaká ako moja, už ste vyplnili všetky dostupné otvory pre pin 7. Ak plánujete používať napájanie USB, teraz stačí zapojiť programovací kábel a nahrať náčrty na dosku (kolíky na výber napájania na káblovom adaptéri prepojte prepojkou na napájanie čipu z USB). V opačnom prípade budete musieť použiť batériu/regulátor napätia/atď. dodávať energiu.

Krok 5: ALEBO Zostava dosky s vnútorným oscilátorom

Zbierajte potrebné diely:- Breadboard- čip ATmega168- kondenzátor.1uf (keramický, polyesterový, atď. Na tom až tak nezáleží; hodnota.047uf-.47uf by mala byť v poriadku)- 10K odpor (hodnoty ~ 3,3k- 20 k by malo fungovať dobre)- Krátke dĺžky drôtu Naprogramujte bootloader pomocou svojho programátora AVR: Budete chcieť použiť bootloader lilypad (súčasťou vydania Arduino-0010, v hardvéri/bootloaderoch/lilypad). Pomocou programátora AVR spustite bootloader. Napríklad v mojom systéme OSX: cd/Applications/Arduino-0010/hardware/bootloaders/lilypadPATH = $ {PATH}:/Applications/Arduino-0010/hardware/tools/avr/binavrdude -C/Applications/Arduino-0010/ hardware/tools/avr/etc/avrdude.conf -cusbtiny -pm168 -Pusb -e -u -Ulock: w: 0x3f: mavrdude -C /Applications/Arduino-0010/hardware/tools/avr/etc/avrdude.conf - c usbtiny -pm168 -Pusb -Uflash: w: LilyPadBOOT_168.hex -Ulock: w: 0x0f: mavrdude -C /Applications/Arduino-0010/hardware/tools/avr/etc/avrdude.conf -cusbtiny -pm168 -Pusb -e -u -Použitie: w: 0x00: m -Uhfuse: w: 0xdd: m -Ulfuse: w: 0xf2: mNastavenie nepájivej dosky: Vložte ATmega168 na dosku, obkolesujúcu stred. Pri každom z nasledujúcich pripojení použite otvor na každom kolíku ATmega168, ktorý je najbližšie k čipu, ktorý je otvorený; toto ponechá posledný otvor v každom z riadkov 1-8 otvorený pre zapojenie programovacieho kábla. Pripojte kolíky 7 a 20 s dĺžkou vodiča (VCC k AVCC) Pripojte kolíky 8 a 22 s dĺžkou vodiča (GND na AGND) Pripojte 10K odpor z pinu 1 na pin 7 (RES na VCC) *Pripojte kondenzátor.1uf z pinu 7 na pin 8 Ak máte na svojej doske napájacie vedenia, navrhujem pripojiť + lištu (červenú) na pin 20 a - koľajnica (modrá) na kolík 22. Toto je trochu zlý tvar (pripojenie na analógovú stranu pre napájacie pripojenia pre iné veci), ale ak je vaša doska na pečenie rovnaká ako moja, už ste vyplnili všetky otvory k dispozícii pre pin 7. Ak plánujete používať napájanie USB, teraz stačí zapojiť programovací kábel a nahrať náčrty na dosku (kolíky na výber napájania na káblovom adaptéri prepojte prepojkou na napájanie čipu) z USB). V opačnom prípade budete musieť použiť batériu/regulátor napätia/atď. dodávať energiu. Všimnite si toho, že budete chcieť vždy používať 5v na programovanie prostredníctvom softvéru Arduino; iné napätie spôsobí, že sa rýchlosť hodín bude výrazne líšiť a pravdepodobne spôsobí zlyhanie komunikácie (a teda aj programovania). Keď prejdete na nahrávanie náčrtkov na tento štýl dosky, ktorá používa interný oscilátor, v ponuke Nástroje/doska vyberte položku „Lilypad Arduino“Ponuka.

2008 10-02 OPRAVENÉ-bol nesprávne vložený ako kolík 1 na kolík 10 v origináli

Krok 6: Pripojenia pre vývoj Arduino

Všimnite si toho, že kolíky na ATmega168 sa evidentne nemapujú na mená Arduino.

atmega168 Arduino 2 Digital 0 3 Digital 1 4 Digital 2 5 Digital 3 6 Digital 4 11 Digital 5 12 Digital 6 13 Digital 7 14 Digital 8 15 Digital 9 16 Digital 10 17 Digital 11 18 Digital 12 19 Digital 13 23 Analog 0 24 Analóg 1 25 Analógový 2 26 Analógový 3 27 Analógový 4 28 Analógový 5

Krok 7: Niektoré zdroje informácií o častiach

Všimnite si toho, že som nepoužil konkrétne kondenzátory a hlavičky uvedené nižšie v tomto návode, takže ich vzhľad sa môže mierne líšiť od tu uvedených pokynov. Ak máte nejaké problémy, dajte mi vedieť.- Kábel USB FT232RL- Mouser: roztečové hlavičky.1 ", 36 pinov, rovné- odlomte 8 pinov pre káblový adaptér a použite oporu pre ostatné projekty- Rozstup Mouser: 0,1" záhlavia, 36 pinov, pravý uhol- odlomiť 8 pinov pre káblový adaptér- PC doska pre káblový adaptér- Mouser: 10K odpory- Mouser:.1uF Kondenzátory- doštičky Pololu alebo Ada Fruit- Čipy ATmega168 Mouser: neprogramované alebo Ada Fruit: predprogramované - Mouser: 16 MHz oscilátory